Modelling knee range of motion post arthroplasty: clinical applications

Physiother Can. 2010 Fall;62(4):378-87. doi: 10.3138/physio.62.4.378. Epub 2010 Oct 18.

Abstract

Purpose: To model change in knee range of motion (ROM) post total knee arthroplasty (TKA) and to show how this information can be incorporated into clinical decision making.

Method: We applied a variable-occasion repeated-measures study design. Patients' knee flexion and extension ROM were assessed pre- and post arthroplasty over the ensuing 60 weeks. We examined change in ROM post TKA using linear and nonlinear mixed-effects modelling, and examined whether age, body mass index, prearthroplasty ROM, and gender were determinants of recovery in post-arthroplasty ROM.

Results: Of 93 eligible patients, 74 provided pre- and post-arthroplasty data. A random intercept nonlinear model fit the flexion data best, and a random intercept linear model fit the extension data best. Pre-arthroplasty ROM was found to be a determinant of recovery in ROM post arthroplasty. This finding was common to both flexion and extension models.

Conclusions: Our study showed that the greatest improvement for knee ROM took place during the first 12 weeks post arthroplasty. Of the variables examined, only pre-arthroplasty ROM was a determinant of outcome (p<0.05). The study results provide clinicians with data to determine expected rates of improvement for patients as well as the projected maximum ROM, facilitating improved clinical decision making.

Objectif : Modéliser le changement dans l'amplitude de mouvement du genou à la suite d'une arthroplastie totale du genou et démontrer comment cette information peut être incorporée à la prise de décision clinique.

Méthode : Nous avons appliqué un modèle d'étude avec mesures répétées à des occasions variables. L'amplitude du mouvement du genou du patient au moment de la flexion et de l'extension a été évaluée avant et après l'arthroplastie, dans les 60 semaines qui ont suivi l'intervention. Nous avons examiné les changements à l'amplitude des mouvements après l'intervention à l'aide d'un modèle à effets mixtes linéaire et non linéaire, et tenté de voir si l'âge, l'indice de masse corporelle, l'amplitude de mouvement pré-arthroplastie et le sexe constituaient des déterminants dans la récupération de l'amplitude de mouvement post-arthroplastie.

Résultats : Des 93 patients admissibles, 74 ont fourni des données avant et après l'arthroplastie. Un modèle non linéaire d'interception aléatoire convenait mieux aux données sur la flexion, tandis qu'un modèle linéaire d'interception aléatoire convenait mieux aux données sur l'extension. On a constaté que l'amplitude de mouvement pré-arthroplastie était déterminante dans la récupération de l'amplitude de mouvement post-arthroplastie. Cette conclusion était la même pour la flexion que pour l'extension.

Conclusions : Notre étude a démontré que la plus grande amélioration à l'amplitude de mouvement du genou avait lieu dans les 12 semaines après l'arthroplastie. Parmi les autres variables examinées, seule l'amplitude de mouvement pré-arthroplastie constituait un résultat déterminant (p<0,05). Les résultats de l'étude offrent aux cliniciens des données qui permettent d'établir les taux d'amélioration possible chez les patients, de même que l'amplitude de mouvement maximale, et de faciliter ainsi la prise de meilleures décisions cliniques.

Keywords: arthroplasty; knee; osteoarthritis; prognosis; reliability.